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Smart Energy Intelligent heizen: So treibt das Handwerk die Energiewende voran

Ohne Heizwende keine Energiewende: So lautet das Fazit des Spitzenverbands der Gebäudetechnik VdZ und des Bundesverbands der Deutschen Heizungsindustrie. Die Digitalisierung schafft die Grundlage dazu, fossile Energieträgern mit alternativen Energien zu kombinieren und ein Echtzeit-Energiesystem der Zukunft zu schaffen. Immer mehr Handwerker bauen dafür zusätzliche Kompetenzen auf.

Topic channels: TS Energieberater, TS Smart Home, TS Zukunftsperspektiven im Handwerk, TS Digitalisierung und TS SHK-Handwerk

Wenn es im Herbst draußen kälter wird, gehen zuhause die Heizungen an. Behaglicher ist es allerdings für Bewohner und Umwelt, wenn intelligent geheizt wird. Die Bundesregierung motiviert dazu mit erweiterten Fördermitteln im Rahmen des CO2-Gebäudesanierungsprogramms. Belohnt werden Eigenheimbesitzer, aber auch Mieter, die ihre Heizungen digitalisieren - und darüber helfen, viel Energie einzusparen.

Welche Schritte dafür notwendig sind und was die digitale Zukunft des Heizens fürs Handwerk bedeutet, erläutert der Spitzenverband der Gebäudetechnik VdZ in Zusammenarbeit mit dem Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) im Whitepaper "Die digitale Heizungswelt". Um die Potenziale zu heben, müssen die Wärmeerzeuger zunächst mit einer digitalen Schnittstelle ausgerüstet sein, die sich mit dem Internetrouter des Hausbewohners verbindet. In neueren Produkten sind diese häufig schon eingebaut oder über ein Zusatzmodul ergänzt.

Die Vorteil für den Kunden:

  1. Mit ihrem Smartphone oder Tablet können Bewohner die Einstellungen ihrer Heizung vom Sofa aus regulieren anstatt jedes Mal in den Heizungskeller zu gehen.
  2. Auch von unterwegs aus können Eigentümer oder Mieter den eigenen Energieverbrauch überprüfen - und dabei Kosten sparen und die Umwelt schonen.
  3. Über die Vernetzung der Heizung mit dem Handwerker entstehen auch neue Möglichkeiten bei Service und Wartung. Schon vor der Anfahrt kann er die erste Diagnose durchführen und damit die Ausfallzeit minimieren.
  4. Ohne einen Termin vor Ort zu vereinbaren können auch Updates der Anlage vorgenommen werden, indem der Server des Herstellers mit der Heizung verbunden ist.

Doch ist die Fernsteuerung der Heizung und Ablese des Stromverbrauchs längst nicht alles. Zu Beginn des Jahres 2020 wurde der Startschuss für den Einbau von neuen, intelligenten Stromzählern gegeben. Die sogenannten Smart Meter sollen dazu beitragen, die CO2-Emissionen zu reduzieren und damit den Grundstein zur Umsetzung der Energiewende zu legen. Ziel ist es, dass bis 2032 jeder Stromzähler intelligent ist. Über ein Smart Meter kann der Energieaufwand auch dem individuellem Verbrauch angepasst werden. Dabei kommuniziert das Gebäude mit dem Energiesystem, so dass der Verbrauch in Echtzeit an die Verfügbarkeit angepasst wird und weitere erneuerbare Energieerzeuger - wie Photovoltaik - dabei mit einbezogen werden können.

Das ist eine wichtige Voraussetzung dafür, um einzelne energieverbrauchende Geräte im intelligenten Stromnetz - auch Smart Grid genannt - miteinander zu koordinieren. So konkurriert die Wärmepumpe in Zukunft immer häufiger mit dem Elektroauto, das ebenfalls aufgeladen werden will. Welches Gerät dann Priorität erhält, bestimmt das Home Energy Management System (HEMS), das die internen energetischen Abläufe regelt. Beispielsweise kann das HEMS dafür sorgen, dass das Aufheizen von Warmwasser genau dann passiert, wenn kostenloser Strom von der Photovoltaikanlage verfügbar ist.

Das Haus als Erzeuger und Speicherstätte von Energie

Über ein Lastmanagement kann der Verbrauch zeitlich so verschoben werden, dass die Netzkapazität und der Energieanteil auch aus erneuerbaren Quellen geschöpft wird. Eine zentrale Rolle kommen dabei PV-Anlagen und Batteriespeichern zu, die in modernen Gebäuden installiert sind. Anders als bei den fossilen Energieträgern steht dieser Strom oft nur schwankend zur Verfügung, beispielsweise in Abhängigkeit von Sonnenschein und Wind. Das Haus wird daher zunehmend zum Erzeuger und zur Speicherstätte von Energie und entlastet dabei die Stromnetze. So kann beispielsweise über eine zentrale Steuerung die Waschmaschine genau dann angeschaltet werden, wenn gerade besonders viel Strom aus erneuerbaren Energien verfügbar ist.

Im Unterschied zu Smart Home-Systemen, bei denen Produkte aus dem Konsumgüterbereich eingebunden sind wie zum Beispiel Multimedia, Licht oder Verschattung, kommen bei der energetischen Vernetzung langlebige Investitionsgüter wie Heizung, Photovoltaikanlage oder Elektroauto zum Tragen. Beide Bereiche können jedoch perfekt zusammenspielen: So ist es für den Kunden komfortabel, wenn er Energiemanagement und Smart Home-System über eine gemeinsame Bedienoberfläche, beispielsweise am Tablet oder Smartphone, ansteuern kann. Außerdem können Sensoren und Aktoren als technische Antriebselemente aus der Smart Home-Welt einen Beitrag zum Energiemanagement leisten und die Anwesenheit in einzelnen Räumen überprüfen oder Rollläden steuern.

Mit dem Einsatz von Energiemanagementsystemen, die Wärmepumpe, PV-Anlage und Auto vernetzen, fallen auch die Grenzen zwischen einzelnen Gewerken im Handwerk. "Immer mehr Handwerker bauen daher die entsprechenden zusätzlichen Kompetenzen auf. Hauseigentümer sollten also am besten den SHK Handwerker ansprechen", sagt Dieter Kehren, Abteilungsleiter Forum Digitale Heizung beim Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie.

Glossar – wichtige Begriffe der Gebäudetechnik:

EEBUS

Während im Smart Home-Bereich eine Vielzahl von Standards und Systemen verbreitet ist, zeichnet sich in der energetischen Vernetzung mit dem EEBUS ein gemeinsamer hersteller- und branchenübergreifender Standard immer deutlicher ab. Das frei verfügbare System wird heute schon in der Heizungswelt, aber auch in Ladestationen für Elektroautos und Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen verwendet. In Verbindung mit einem zentralen HEMS, das die Energieverbräuche optimal koordiniert, werden dem Endkunden Kosten- sowie Effizienzvorteile ermöglicht.

Home Energy Management System (HEMS)

Das Energiemanagement im Smart Home wird durch die Vernetzung von Energieerzeuger, -Verbraucher und -Speicher mit einem Home Energy Management System realisiert. Das HEMS steuert den Energieverbrauch so, dass Kosten und Effizienz optimiert werden. Beispielsweise kann es dafür sorgen, dass das Aufheizen von Warmwasser genau dann passiert, wenn kostenloser Strom von der Photovoltaik-Anlage verfügbar ist.

Smart Grid

Ein Smart Grid (intelligentes Stromnetz), beschreibt die kommunikative Anbindung der Akteure des Energiesystems von der Erzeugung über den Transport, die Speicherung und die Verteilung bis hin zum Verbrauch an das Energieversorgungsnetz. Durch Smart Grids entsteht ein integriertes Daten- und Energienetz mit völlig neuen Strukturen und Funktionalitäten. Smart Meter sind wichtige Bestandteile dieser intelligenten Stromnetze. Durch sie kann erneuerbare Energie besser in das Stromnetz integriert und das Netz optimal ausgelastet werden.

Smart Home

Ein Smart Home bietet dem Endkunden Zusatznutzen durch intelligente Dienste. Der Zusatznutzen kann beispielsweise im Bereich Komfort, Kostenersparnis oder CO2- Vermeidung liegen. Grundlage ist oft die Vernetzung von Geräten wie Thermostate, Fensterläden, Jalousien und Lampen oder auch die Photovoltaikanlage. Die Umstellung auf Smart Home kann schrittweise erfolgen. Das größte Einsparpotential an Energie und damit auch an Kosten liegt im Heizungsbereich: Darauf entfällt immerhin 85 Prozent des Endenergieverbrauchs im typischen Ein- und Zweifamilienhaus. Über Smart Home-Lösungen können etwa Heizkörper beim Verlassen des Hauses oder bei geöffneten Fenstern automatisch runtergeregelt werden. Die digitale Heizung trägt so auch zur Kosteneffizienz bei.

Smart Meter

Ein Smart Meter ist ein intelligenter elektronischer Zähler, der den Verbrauch und die Einspeisung aufzeichnet und in ein Kommunikationsnetz eingebunden ist. Smart Meter – diese gibt es als Messeinrichtung für Strom, Gas, Wasser und Wärme – dienen in erster Linie der Abrechnung zwischen dem Kunden und dem Netzbetreiber. Über die Kommunikationsverbindung können neben dem Stromverbrauch aber beispielsweise auch Tarifänderungen übermittelt werden. Smart Meter sind zusammen mit automatischem Last- und Ressourcenmanagement Bestandteil von intelligenten Stromnetzen (Smart Grid).

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